RAMLAR
ÇEŞİTLERİ
RAM (Random Access Memory - Rasgele Erişilebilir Hafıza)
RAM, bilgisayarınızda çalışan program verilerinin, hızlı erişebilirliğini arttırmak için bilgisayar sisteminin hafızasında tutulması işine yarar. Bilgisayar sistemleri cihazlarında hafıza kelimesi çeşitli anlamlar taşıyabilir. Sabit diskte bir hafızadır, RAM da bir hafızadır. Sabit diskte veriler bilgisayar sistemini kapattığınızda da kalır. RAM hafıza ise elektrik kesildiğinde sıfırlanır ve veriler kayıt altında tutulmaz.
RAM, sabit diske göre tartışılmaz şekilde hızlıdır. Bu yüzden hızlı bir bilgisayar sistemi, RAM hızının ve kapasitesinin büyüklüğü ile direk ilintilidir. RAM kapasitesi yüksek bir makinede açtığınız 10 farklı program arasında geçiş yapmanız RAM kapasitesi düşük olana göre daha hızlı olacaktır. Çünkü yüksek RAM da program ile ilgili tutulabilecek veriler için daha fazla yer olacaktır. RAM da yer kalmadığında bu bilgiler makinenizin sabit diski üzerinden yürütülmeye başlanır.
DRAM (Dynamic Random Access Memory - Dinamik Rasgele Erişilebilir Hafıza)
RAM aslında DRAM ın en genel bilinen ismidir.
FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - Hızlı Sayfalama Modlu RAM)
FPM DRAM bellekte, 30pin veya 72 pin, 5Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.
EDO RAM (Extended Data Out - Genişletilmiş Veri Çıkışlı RAM)
EDO RAM bellekte, 72 pin ve 168 pin, 5Volt'luk ve 3.3Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - Senkronize Dinamik RAM)
Aslında DRAM ın bir türevidir, özelliği makinenizin işlemcisinin çalışma hızına göre kendini senkron çalıştırabilmesidir. Aynı zamanda işlemcinin veri birikimi için veri yolundan işlemcinin oku ve yaz komutlarınada karşılık verebilir. Yani anlayacağınız işlemcinin komut hafızası doldumu SDRAM dan yardım alabiliyor. Bu da işlemcinin iş kuyruğunu uzatmasına yardımcı oluyor demek.
SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM - Tek Veri Oranlamalı SDRAM)
SDRAM ın orjinal ve uzun yazım biçimini ifade eder. SRAM bellekler 168 ayak pini sayısına, 3.3Volt gerilim çekimine, 66Mhz, 100Mhz, 133Mhz veriyolu hızına sahip şekilde üretilmişlerdir.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM Çift Veri Oranlamalı SDRAM)
Veri transfer hızı geliştirilmiş ve veri yolu genişliği ikiye katlanmış olan geliştirilmiş SDRAM dır. DDR SDRAM larda 184 pin ayak iğne sayısı ve 2.5V luk gerilim çekimi söz konusudur.
DDR2 SDRAM
Bu DDR SDRAM ların ikinci nesil ürünüdür. DDR SDRAM lardan biraz daha farklı bir sinyal yapısına ve daha az elektrik tüketimine sahip bir mühendisliği vardır. Tabi farklı sinyal yapısı ürünüde farklı kılmış ve ana kart ile olan bağlantı ayaklarında bir artışa neden olmuştur. Buda DDR SDRAM lerde 184 pin olan ayak sayısını 240 pin adete yükseltmiştir. Daha az elektrik tüketiminden kastımız 2.5Volt'luk gerilim çekiminin 1.8Volt'a düşürülmüş olmasıdır. Bu fazla bir fark değil gibi gözüksede, RAM ın çalışma performansını doğrudan etkileyen çok büyük bir farktır. Ayrıca daha az voltaj daha soğuk çalışabilme demektir.
DDR3 SDRAM
DDR3 SDRAM in bir önceki nesilden farkı, daha fazla veri genişliği kullanabiliyor olması, 90mm üretim teknolojisinden dolayı daha az elektrik tüketiyor olması ve işlem tampon bölgesinin ikiye katlanması sonucu daha hızlı reaksiyon sürelerine sahip olmasıdır. DDR SDRAM lerin 2,5 Volt ve DDR2 SDRAM'lerin 1,8 Volt'luk kaynak gerilimi gereksinimlerine karşın DDR3 SDRAM’ler 1,5Volt’luk gerilim gereksinimleriyle DDR2'lerden %30 daha az güç harcarlar. DDR3 SDRAM’ler ve DDR2 SDRAM’ler aynı büyüklükte ve 240 pin olmak üzere aynı sayıda iğneye sahipken, elektriksel olarak uyuşmazlar ve çentikleri farklı yerlerdedir. Daha az elektrik tüketiyor dedik, işte bir önceki nesillerin 1.8V elektrik ihtiyacı vardı, bu nesil 1.5V ile çalışıyor, haliyle daha az ısınıyorlar. Daha az voltaj ile amaç enerji sarfiyatını azaltarak, özellikle notebook/mobil bilgisayar sistemleri cihazlarının pil ömrünü uzatmaktır.
RDRAM (Rambus DRAM)
Rambus adında bir firmanın ürettiği bir DRAM tipidir. Paket tabanlı komut protokolu, komut veri akış yolu, veri akış yolu, düşük voltaj ihtiyacı, yüksek ulaşabilirlik hızları gibi özellikleri vardır, fakat pek tutunamadı. RDRAM bellekte 184 pin, 2.5 Volt gerilim söz konusudur.
SIMM (Single Inline Memory Module)
RAM ın Mainboard (Anakart ) üzerine montajının yapıldığı soketin adıdır. SIMM soketin iki tipi vardır. SIMM modüllerde 72 pin ayağı, 30 pin ayağı olan iki soket tipi vardır, EDO ve FPM bellekleri monte etmek için kullanılırlar.
DIMM (Dual Inline Memory Module)
SIMM in çalışma hızının 64 bit hale getirilmiş şeklidir. DIMM de toplam 72 bağlantı ayağı vardır. 36 sı bir tarafta, 36 sı diğer taraftadır. DIMM soketler 168 pin, 184 pin, 240 pin yapıda olabilirler, SDR, DDR, DDR2, DDR3 bellekleri monte etmek için kullanılırlar, aynı pin ayağına sahip RAM bellekler aynı pin yapıda DIMM sokete oturmazlar çünkü RAM belleklerdeki çeltik noktaları DIMM modüllerdeki çeltik noktaları ile uyuşmayacaktır.
SODIMM (Small Outline DIMM)
SODIMM soketler notebooklarda kullanılmak için dizayn edilmiştir, DIMM modüller ile aynı özelliklere sahip fakat boyut olarak daha küçüktürler. 72 pin SODIMM 32 bit ve 144 pin SODIMM, 200 pin ve 204 pin SODIMM modüller 64bit destekler.
FPM DRAM - EDO DRAM SODIMM 72-pin (72-pin SIMM dan farklıdır FPM ve EDO SIMM bellek takılamaz yani)
SDR SODIMM 100 pin 144 pin
DDR1 SODIMM 200 pin
DDR2 SODIMM 200 pin
DDR3 SODIMM 204 pin
MicroDIMM
Dizüstü bilgisayar sistemleri için MicroDIMM modüller ve micro RAM çeşitleri üretilmiştir.
SDR MicroDIMM 144 pin,
DDR1 MicroDIMM 172 pin,
DDR2 MicroDIMM 172 pin
DDR3 MicroDIMM 214 pin
DDR2 MiniDIMM 244 pin
RIMM
RDRAM bellekler için RIMM soketler 184 pin, 232 pin iğneye sahiplerdir.
SORIMM
Dizüstü RDRAM için SORIMM soketler 160 pin iğneye sahiplerdir.
Registered Memory [Buffered Memory]
Register memory nin özelliği, hafızaya atılan verilerin yerlerinin tutulduğu bir index tablosunun hafızanın belli ve küçük bir kısmında tutularak adreslenmesi demektir. Bu tanımı donanım mühendisleri ve low level programcıların bilmesi yeterli olacaktır. Yani kısaca şöyle diyebiliriz, hafızada tutulacak bilgilerin girişi için bir program tetikte bekleyip gelenlerin yerlerini hafızasına kayıt ediyor çıkanları o hafızadaki adreslerden siliyor.
Bu tip hafızalar diğerlerine göre biraz daha yavaş calışırlar. Çünkü bilgi istekleri önce o az önce bahsettigim programın hafızasında kontrol edilir ve eğer varsa ilgili yere yönlendirilir, yoksa gönderilmez. Bundan dolayı var olan verilere ulaşmak iki arama operasyonu gerektirdiğinden biraz daha yavas işler. Bazı sistemler bu tip RAM ları zorunlu kılmıştır bazıları ise kullanmayı reddetmektedir. Ama son zamanlarda üretimde olan anakartların bir çoğu size bu ikisi arasında seçim şansı tanımaktadır.
UnRegistered Memory [Unbuffered Memory]
Unregistered Memory de yukarıda anlattığımız gibi bir ön kontrol yoktur. Hafızadan istekde bulunulduğunda veriyi kayıtlı tüm verilerin içinde arar. Eğer bilgi varsa vardır, yoksa yoktur.
ECC Memory (Error Correction Code Memory)
Yani bu tip hafızalar oluşabilecek hafıza hatalarının bir kısmını kendi kendine düzeltebilecek bir yapıya sahiptirler. Bir ECC Memory 64-bit lik bir hafıza bloğundaki bir hatayı düzeltebilir. Aslında 64-bit hafıza bloğundaki bir çok hatayı bulabilir ama sadece 1 hatayı düzeltebilir. FPM ve EDO belleklerde hata kontrol teknolojisi parity (eşlik) olarak geçer
Peki hafıza içinde hata nasıl oluşur? Biliyorsunuz ki bu chipler elektronik bileşenlerdir. Bir elektronik maddenin içindeki ayaklar elektrik akımı ile açılıp kapanır eğer ortamda fazlaca manyetik alan var ise bu ayakların açılıp kapanmasında yanlışlıklar olabilir.
Bu manyetik alanlar; Kozmik ışınlar, alfa ışınları, Radyo dalgaları, statik elektrik atlamaları, enerji sorunları, makine içindeki donanımların oluşturabileceği bir aksaklık, sistem çalışma saatinin yanlış ayarlanmış olması
Non-ECC Memory (None Error Correction Code Memory)
Hafıza hatalarını denetleyen bir kontrol yapısı içermezler.
Registered ECC Memory
Hem registered ile ön kontrol hemde ECC ile hata düzeltme yapısına sahip bellek teknolojisidir.
Full Buffered ECC Memory
Registered ECC Memory lerin sunucu tipli makinelerde daha etkin kullanılması için daha geliştirilmiş bir teknikle hata payını minumuma indirmeyi amaçlayan teknolojidir. Çünkü sunucu makineler bilginin doğruluğunu garanti etmek zorundadırlar. Ama evde kullanılan makinelerde örneğin oyun makinelerinde bu tip hafızanın kullanılması gereksiz performans kaybına neden olacaktır.
RAM, bilgisayarınızda çalışan program verilerinin, hızlı erişebilirliğini arttırmak için bilgisayar sisteminin hafızasında tutulması işine yarar. Bilgisayar sistemleri cihazlarında hafıza kelimesi çeşitli anlamlar taşıyabilir. Sabit diskte bir hafızadır, RAM da bir hafızadır. Sabit diskte veriler bilgisayar sistemini kapattığınızda da kalır. RAM hafıza ise elektrik kesildiğinde sıfırlanır ve veriler kayıt altında tutulmaz.
RAM, sabit diske göre tartışılmaz şekilde hızlıdır. Bu yüzden hızlı bir bilgisayar sistemi, RAM hızının ve kapasitesinin büyüklüğü ile direk ilintilidir. RAM kapasitesi yüksek bir makinede açtığınız 10 farklı program arasında geçiş yapmanız RAM kapasitesi düşük olana göre daha hızlı olacaktır. Çünkü yüksek RAM da program ile ilgili tutulabilecek veriler için daha fazla yer olacaktır. RAM da yer kalmadığında bu bilgiler makinenizin sabit diski üzerinden yürütülmeye başlanır.
DRAM (Dynamic Random Access Memory - Dinamik Rasgele Erişilebilir Hafıza)
RAM aslında DRAM ın en genel bilinen ismidir.
FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - Hızlı Sayfalama Modlu RAM)
FPM DRAM bellekte, 30pin veya 72 pin, 5Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.
EDO RAM (Extended Data Out - Genişletilmiş Veri Çıkışlı RAM)
EDO RAM bellekte, 72 pin ve 168 pin, 5Volt'luk ve 3.3Volt'luk gerilim çekimi söz konusudur.
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - Senkronize Dinamik RAM)
Aslında DRAM ın bir türevidir, özelliği makinenizin işlemcisinin çalışma hızına göre kendini senkron çalıştırabilmesidir. Aynı zamanda işlemcinin veri birikimi için veri yolundan işlemcinin oku ve yaz komutlarınada karşılık verebilir. Yani anlayacağınız işlemcinin komut hafızası doldumu SDRAM dan yardım alabiliyor. Bu da işlemcinin iş kuyruğunu uzatmasına yardımcı oluyor demek.
SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM - Tek Veri Oranlamalı SDRAM)
SDRAM ın orjinal ve uzun yazım biçimini ifade eder. SRAM bellekler 168 ayak pini sayısına, 3.3Volt gerilim çekimine, 66Mhz, 100Mhz, 133Mhz veriyolu hızına sahip şekilde üretilmişlerdir.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM Çift Veri Oranlamalı SDRAM)
Veri transfer hızı geliştirilmiş ve veri yolu genişliği ikiye katlanmış olan geliştirilmiş SDRAM dır. DDR SDRAM larda 184 pin ayak iğne sayısı ve 2.5V luk gerilim çekimi söz konusudur.
DDR2 SDRAM
Bu DDR SDRAM ların ikinci nesil ürünüdür. DDR SDRAM lardan biraz daha farklı bir sinyal yapısına ve daha az elektrik tüketimine sahip bir mühendisliği vardır. Tabi farklı sinyal yapısı ürünüde farklı kılmış ve ana kart ile olan bağlantı ayaklarında bir artışa neden olmuştur. Buda DDR SDRAM lerde 184 pin olan ayak sayısını 240 pin adete yükseltmiştir. Daha az elektrik tüketiminden kastımız 2.5Volt'luk gerilim çekiminin 1.8Volt'a düşürülmüş olmasıdır. Bu fazla bir fark değil gibi gözüksede, RAM ın çalışma performansını doğrudan etkileyen çok büyük bir farktır. Ayrıca daha az voltaj daha soğuk çalışabilme demektir.
DDR3 SDRAM
DDR3 SDRAM in bir önceki nesilden farkı, daha fazla veri genişliği kullanabiliyor olması, 90mm üretim teknolojisinden dolayı daha az elektrik tüketiyor olması ve işlem tampon bölgesinin ikiye katlanması sonucu daha hızlı reaksiyon sürelerine sahip olmasıdır. DDR SDRAM lerin 2,5 Volt ve DDR2 SDRAM'lerin 1,8 Volt'luk kaynak gerilimi gereksinimlerine karşın DDR3 SDRAM’ler 1,5Volt’luk gerilim gereksinimleriyle DDR2'lerden %30 daha az güç harcarlar. DDR3 SDRAM’ler ve DDR2 SDRAM’ler aynı büyüklükte ve 240 pin olmak üzere aynı sayıda iğneye sahipken, elektriksel olarak uyuşmazlar ve çentikleri farklı yerlerdedir. Daha az elektrik tüketiyor dedik, işte bir önceki nesillerin 1.8V elektrik ihtiyacı vardı, bu nesil 1.5V ile çalışıyor, haliyle daha az ısınıyorlar. Daha az voltaj ile amaç enerji sarfiyatını azaltarak, özellikle notebook/mobil bilgisayar sistemleri cihazlarının pil ömrünü uzatmaktır.
RDRAM (Rambus DRAM)
Rambus adında bir firmanın ürettiği bir DRAM tipidir. Paket tabanlı komut protokolu, komut veri akış yolu, veri akış yolu, düşük voltaj ihtiyacı, yüksek ulaşabilirlik hızları gibi özellikleri vardır, fakat pek tutunamadı. RDRAM bellekte 184 pin, 2.5 Volt gerilim söz konusudur.
SIMM (Single Inline Memory Module)
RAM ın Mainboard (Anakart ) üzerine montajının yapıldığı soketin adıdır. SIMM soketin iki tipi vardır. SIMM modüllerde 72 pin ayağı, 30 pin ayağı olan iki soket tipi vardır, EDO ve FPM bellekleri monte etmek için kullanılırlar.
DIMM (Dual Inline Memory Module)
SIMM in çalışma hızının 64 bit hale getirilmiş şeklidir. DIMM de toplam 72 bağlantı ayağı vardır. 36 sı bir tarafta, 36 sı diğer taraftadır. DIMM soketler 168 pin, 184 pin, 240 pin yapıda olabilirler, SDR, DDR, DDR2, DDR3 bellekleri monte etmek için kullanılırlar, aynı pin ayağına sahip RAM bellekler aynı pin yapıda DIMM sokete oturmazlar çünkü RAM belleklerdeki çeltik noktaları DIMM modüllerdeki çeltik noktaları ile uyuşmayacaktır.
SODIMM (Small Outline DIMM)
SODIMM soketler notebooklarda kullanılmak için dizayn edilmiştir, DIMM modüller ile aynı özelliklere sahip fakat boyut olarak daha küçüktürler. 72 pin SODIMM 32 bit ve 144 pin SODIMM, 200 pin ve 204 pin SODIMM modüller 64bit destekler.
FPM DRAM - EDO DRAM SODIMM 72-pin (72-pin SIMM dan farklıdır FPM ve EDO SIMM bellek takılamaz yani)
SDR SODIMM 100 pin 144 pin
DDR1 SODIMM 200 pin
DDR2 SODIMM 200 pin
DDR3 SODIMM 204 pin
MicroDIMM
Dizüstü bilgisayar sistemleri için MicroDIMM modüller ve micro RAM çeşitleri üretilmiştir.
SDR MicroDIMM 144 pin,
DDR1 MicroDIMM 172 pin,
DDR2 MicroDIMM 172 pin
DDR3 MicroDIMM 214 pin
DDR2 MiniDIMM 244 pin
RIMM
RDRAM bellekler için RIMM soketler 184 pin, 232 pin iğneye sahiplerdir.
SORIMM
Dizüstü RDRAM için SORIMM soketler 160 pin iğneye sahiplerdir.
Registered Memory [Buffered Memory]
Register memory nin özelliği, hafızaya atılan verilerin yerlerinin tutulduğu bir index tablosunun hafızanın belli ve küçük bir kısmında tutularak adreslenmesi demektir. Bu tanımı donanım mühendisleri ve low level programcıların bilmesi yeterli olacaktır. Yani kısaca şöyle diyebiliriz, hafızada tutulacak bilgilerin girişi için bir program tetikte bekleyip gelenlerin yerlerini hafızasına kayıt ediyor çıkanları o hafızadaki adreslerden siliyor.
Bu tip hafızalar diğerlerine göre biraz daha yavaş calışırlar. Çünkü bilgi istekleri önce o az önce bahsettigim programın hafızasında kontrol edilir ve eğer varsa ilgili yere yönlendirilir, yoksa gönderilmez. Bundan dolayı var olan verilere ulaşmak iki arama operasyonu gerektirdiğinden biraz daha yavas işler. Bazı sistemler bu tip RAM ları zorunlu kılmıştır bazıları ise kullanmayı reddetmektedir. Ama son zamanlarda üretimde olan anakartların bir çoğu size bu ikisi arasında seçim şansı tanımaktadır.
UnRegistered Memory [Unbuffered Memory]
Unregistered Memory de yukarıda anlattığımız gibi bir ön kontrol yoktur. Hafızadan istekde bulunulduğunda veriyi kayıtlı tüm verilerin içinde arar. Eğer bilgi varsa vardır, yoksa yoktur.
ECC Memory (Error Correction Code Memory)
Yani bu tip hafızalar oluşabilecek hafıza hatalarının bir kısmını kendi kendine düzeltebilecek bir yapıya sahiptirler. Bir ECC Memory 64-bit lik bir hafıza bloğundaki bir hatayı düzeltebilir. Aslında 64-bit hafıza bloğundaki bir çok hatayı bulabilir ama sadece 1 hatayı düzeltebilir. FPM ve EDO belleklerde hata kontrol teknolojisi parity (eşlik) olarak geçer
Peki hafıza içinde hata nasıl oluşur? Biliyorsunuz ki bu chipler elektronik bileşenlerdir. Bir elektronik maddenin içindeki ayaklar elektrik akımı ile açılıp kapanır eğer ortamda fazlaca manyetik alan var ise bu ayakların açılıp kapanmasında yanlışlıklar olabilir.
Bu manyetik alanlar; Kozmik ışınlar, alfa ışınları, Radyo dalgaları, statik elektrik atlamaları, enerji sorunları, makine içindeki donanımların oluşturabileceği bir aksaklık, sistem çalışma saatinin yanlış ayarlanmış olması
Non-ECC Memory (None Error Correction Code Memory)
Hafıza hatalarını denetleyen bir kontrol yapısı içermezler.
Registered ECC Memory
Hem registered ile ön kontrol hemde ECC ile hata düzeltme yapısına sahip bellek teknolojisidir.
Full Buffered ECC Memory
Registered ECC Memory lerin sunucu tipli makinelerde daha etkin kullanılması için daha geliştirilmiş bir teknikle hata payını minumuma indirmeyi amaçlayan teknolojidir. Çünkü sunucu makineler bilginin doğruluğunu garanti etmek zorundadırlar. Ama evde kullanılan makinelerde örneğin oyun makinelerinde bu tip hafızanın kullanılması gereksiz performans kaybına neden olacaktır.
SRAM (Static Random Access Memory - Durağan Rasgele Erişilebilir Hafıza)
Bu SRAM denilen şey işlemcilerde CACHE diye çağırdıkları hafıza tipine denk gelmektedir. L2 cache buna bir örnektir. Bu tip ramlar DRAM a göre çok daha hızlı çalışırlar ama kullanım alanları sınırlıdır.
SRAM ın çeşitleri
Asynchronous Static RAM
Synchronous Burst Static RAM
Pipeline Burst Static RAM
NVRAM (Non Volatile Random Access Memory - Kalıcı Rasgele Erişilebilir Bellek)
Bu RAM lar şu elektronikçilerden veya bilgisayarcılardan aldığınız Flash Bellekler de kullanılan RAM lardır. Bu tip RAM lara veriler yazıldıktan sonra elektrik kesilse bile veriler kaybolmaz.
Video RAM
Video RAM, RAM ekran kartlarında kullanıldığında bu şekilde adlandırılır.
Flash Memory
Flash Memory, elektrik olmadığında da verileri hafızasında tutabilen bir yapıya sahiptir. Aslında Flash Memory ler EPROM un bir çeşitidir. Tek fark bunlara veri yazımıda yapılabiliyor olmasıdır.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
Bu tip hafızalarda elektrik kesintisinde bilgi kaybolmaz, hafızanın içi temizlenip yeniden programlanabilir bir yapıya sahiptir. Ama sadece okunabilir şekilde çalışır, dinamik bir yazma işlemi gerçekleştirilemez. Makinelerimizde kullanılan anakartların BIOS (Basic Input Output System) sisteminde, yani bilgisayarın açılması ve gerekli donanımları anakartın tanıması için kullanılan küçük yazılım, işte bu EPROM içinde tutulmaktadır. Bir EPROM veriyi uzun bir süre boyunca saklayabilir.
CAS (Column Adress Strobe); Bilginin kayıtlı olduğu sütuna ulaşılırken yaşanan gecikmedir.
RAS (Row Address Strobe); Aranan bilginin kayıtlı olduğu dizeye ulaşırken yaşanan gecikmedir.
RAS-to-CAS; Bilginin var olduğu dizeden sütuna geçerken yaşanan gecikmedir.
CAS Latency DRAM hafıza içinde bulunan bilgiye ulaşabilmek için gerekli olan zaman döngüsüdür. Örneğin CAS3 tipli bir hafızanın, hafızadaki bilgiye ulaşabilmek için 3 zaman döngüsüne ihtiyacı vardır. CAS2 de aynı işi halledebilmek için 2 zaman döngüsüne ihtiyaç vardır. Zaman döngüsü hafıza içindeki veriye ulaşmak için yapılacak işlemleri belirtir, CAS3 tipli bir DRAM hafızanın veriye ulaşmak için yapacağı işlemler şunlardır; Hafızanın takıldığı anakart soketini bulmak, Hafıza satırını ve sonucunda satır numarasını bulmak, Hafıza sütununu ve sonucunda sütün numarasını bulmak. Sonucunda elimize bir satır, bir sütun bilgisi geçmiş oluyor. Bu iki verinin kesiştiği yer verinin olduğu yerin adresidir.
Virtual Memory
Virtual Memory makinenizde bulunan işletim sisteminin, bilgisayarınızın hafızasında yer kalmadığında sabit disk üzerinde bu RAM a ait olan verileri saklayacağı bir dosyayı oluşturması ve her an ulaşıma hazır tutması demektir.
Windows sistemlerde Page File, Linux sistemlerde ise SWAP denilen partion(sabit disk bölümünün) alanının adıdır. Genelde bu ayarlar işletim sistemi kurulurken, otomatik olarak sistem hafızanızın boyutuna göre ayarlanır. Ama daha sonrasında ekleyeceğiniz hafıza modülleri ile bu dosyaların boyutlarının büyütülmesi gerekebilir. İdeal bir Virtual Memory boyutu, makinenizde bulunan hafızanın 2 katı boyutunda olmalıdır. Örneğin makinenizde 2GB RAM varsa bu dosyanın boyutu 4GB olabilir genelde bu işlem işletim sistemi yönetimine bırakılır.
Bu SRAM denilen şey işlemcilerde CACHE diye çağırdıkları hafıza tipine denk gelmektedir. L2 cache buna bir örnektir. Bu tip ramlar DRAM a göre çok daha hızlı çalışırlar ama kullanım alanları sınırlıdır.
SRAM ın çeşitleri
Asynchronous Static RAM
Synchronous Burst Static RAM
Pipeline Burst Static RAM
NVRAM (Non Volatile Random Access Memory - Kalıcı Rasgele Erişilebilir Bellek)
Bu RAM lar şu elektronikçilerden veya bilgisayarcılardan aldığınız Flash Bellekler de kullanılan RAM lardır. Bu tip RAM lara veriler yazıldıktan sonra elektrik kesilse bile veriler kaybolmaz.
Video RAM
Video RAM, RAM ekran kartlarında kullanıldığında bu şekilde adlandırılır.
Flash Memory
Flash Memory, elektrik olmadığında da verileri hafızasında tutabilen bir yapıya sahiptir. Aslında Flash Memory ler EPROM un bir çeşitidir. Tek fark bunlara veri yazımıda yapılabiliyor olmasıdır.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
Bu tip hafızalarda elektrik kesintisinde bilgi kaybolmaz, hafızanın içi temizlenip yeniden programlanabilir bir yapıya sahiptir. Ama sadece okunabilir şekilde çalışır, dinamik bir yazma işlemi gerçekleştirilemez. Makinelerimizde kullanılan anakartların BIOS (Basic Input Output System) sisteminde, yani bilgisayarın açılması ve gerekli donanımları anakartın tanıması için kullanılan küçük yazılım, işte bu EPROM içinde tutulmaktadır. Bir EPROM veriyi uzun bir süre boyunca saklayabilir.
RAM HAKKINDA BİLİNMESİ GEREKENLER
CAS Latency (Column Address Strobe Latency)CAS (Column Adress Strobe); Bilginin kayıtlı olduğu sütuna ulaşılırken yaşanan gecikmedir.
RAS (Row Address Strobe); Aranan bilginin kayıtlı olduğu dizeye ulaşırken yaşanan gecikmedir.
RAS-to-CAS; Bilginin var olduğu dizeden sütuna geçerken yaşanan gecikmedir.
CAS Latency DRAM hafıza içinde bulunan bilgiye ulaşabilmek için gerekli olan zaman döngüsüdür. Örneğin CAS3 tipli bir hafızanın, hafızadaki bilgiye ulaşabilmek için 3 zaman döngüsüne ihtiyacı vardır. CAS2 de aynı işi halledebilmek için 2 zaman döngüsüne ihtiyaç vardır. Zaman döngüsü hafıza içindeki veriye ulaşmak için yapılacak işlemleri belirtir, CAS3 tipli bir DRAM hafızanın veriye ulaşmak için yapacağı işlemler şunlardır; Hafızanın takıldığı anakart soketini bulmak, Hafıza satırını ve sonucunda satır numarasını bulmak, Hafıza sütununu ve sonucunda sütün numarasını bulmak. Sonucunda elimize bir satır, bir sütun bilgisi geçmiş oluyor. Bu iki verinin kesiştiği yer verinin olduğu yerin adresidir.
Virtual Memory
Virtual Memory makinenizde bulunan işletim sisteminin, bilgisayarınızın hafızasında yer kalmadığında sabit disk üzerinde bu RAM a ait olan verileri saklayacağı bir dosyayı oluşturması ve her an ulaşıma hazır tutması demektir.
Windows sistemlerde Page File, Linux sistemlerde ise SWAP denilen partion(sabit disk bölümünün) alanının adıdır. Genelde bu ayarlar işletim sistemi kurulurken, otomatik olarak sistem hafızanızın boyutuna göre ayarlanır. Ama daha sonrasında ekleyeceğiniz hafıza modülleri ile bu dosyaların boyutlarının büyütülmesi gerekebilir. İdeal bir Virtual Memory boyutu, makinenizde bulunan hafızanın 2 katı boyutunda olmalıdır. Örneğin makinenizde 2GB RAM varsa bu dosyanın boyutu 4GB olabilir genelde bu işlem işletim sistemi yönetimine bırakılır.
RAM BELLEKLERİN YAPISI
Ram bellekleri mimari olarak incelediğimiz zaman genellikle tek bir devre üstünde çift tarafta da olmak üzere 2 veya 2 nin katları olacak şekilde dizilmiş bellek yongalarındanoluştuğu gözükür. Bu yongaların herbiri belli bir depolama kapasitesine sahiptir. Aynı devre üzerindeki bu yongaların toplam kapasitesi Ram belleğin kapasitesini vermektedir.
Örneğin üzerinde 32MB lik 8 adet chip-yonga bulunan bir Ram bellek toplam kapasitesine bakacak olursak; 32X8 = 256MB kapasiteli bir ram olduğu anlaşılmaktadır. Eskiden sadece tek tarafta bulunan yongalar DIMM teknolojisi sayesinde ram bellek kartın her iki tarafına da yerleştirilerek kapasite artırımı yapılmıştır. DIMM teknolojisinde biraz bahsedecek olursakDual in-line Memory Module yani çift katmanlı bellek modülü olarak adlandırılan bir teknolojidir. Bacak pin sayılarına göre gelişim şekli aşağıdaki gibi olmuştur.
► 72-pin SO-DIMM
► 100-pin DIMM
► 144-pin SO-DIMM Bu pin teknolojisi SDRAM için kullanılmıştır.
► 168-pin DIMM
► 172-pin - Bu teknoloji ile birlikte DDR RAM tekonlojisine geçilmiştir.
► 184-pin DIMM
► 200-pin SO-DIMM - DDR2 teknolojisi için kullanılmıştır.
► 214-pin MicroDIMM
► 240-pin DIMM Günümüzde hala kullanılan DDR2, DDR3 bellek teknolojisi için oluşturulmuştur.
► 72-pin SO-DIMM
► 100-pin DIMM
► 144-pin SO-DIMM Bu pin teknolojisi SDRAM için kullanılmıştır.
► 168-pin DIMM
► 172-pin - Bu teknoloji ile birlikte DDR RAM tekonlojisine geçilmiştir.
► 184-pin DIMM
► 200-pin SO-DIMM - DDR2 teknolojisi için kullanılmıştır.
► 214-pin MicroDIMM
► 240-pin DIMM Günümüzde hala kullanılan DDR2, DDR3 bellek teknolojisi için oluşturulmuştur.
Yeni nesil anakartların hemen hepsinde bu teknoloji kullanılmaktadır.
Ram belleklerdeki herbir yongayı biraz inceleyecek olursak; Silikon bir chip oalrakta adlandırılan bu yongalar üzerlerindeki milyonlarca transistörle doğru orantılı bir şekilde artan bellek kapasitelerine sahiplerdir. Temel mantık ise chip üzerindeki belli bir adresi olan bölmeye belirli bir boyutta veri girişi yapılır. Örneğin 00001 numaralı adrese ikilik sistemde 1010100111 gibi bir bilgi kaydedilerek depolama yapılır. Adres bölümlerinin büyüklüğü aynı zamanda RAM belleğin boyutuna etki eden birinci faktördür. İkinci kısımdaki verinin yazıldığı bölüme DATA bölümü denir ve her adrese yazılacak olan data büyüklüğünü burası belirler. Örnek olarak 10000 adres gözeneğine sahip bir ram bellekte her adres bölümü 16bit data alabiliyorsa 16bit= 2Byte ; 10000 X 2Byte = 20000 Byte = 20KByte büyüklüğünde bir ram bellek elde etmiş oluruz.
Yukarıdaki resimde örnek bir ram yongası görülmektedir. Bu yonga diğer bir adıyla entegre dışındaki bacak bağlantıları ile ram bellek kartı üstüne monte edilerek çalışması sağlanır.
Nasıl Çalışır
Anakartlarımızdaki bellek soketlerine yerleştirdiğimiz baskı devreleri, anakarta bağlandıkları veri yolunun genişliğine göre DIMM (Dual Inline Memory Module) ve SIMM (Single Inline Memory Module) gibi kısaltmalarla adlandırıyoruz; sanırız bunun da haklı bir sebebi var. Bugünlerde en popüler olanı, üzerinde genellikle bant genişliği yüksek ve dolayısıyla daha geniş veriyoluna ihtiyaç duyan DDR bellek yongalarını barındıran DIMM’ler. Dizüstü bilgisayarlarda kullanılan DIMM’ler fazla yer kaplamamaları için küçük olduklarından SO-DIMM(Small Outline Dual Inline Memory Module) yani küçük izdüşümlü RAM adını alıyorlar. DIMM’lere baktığımızda, genellikle 4,8 ya da 16 gibi belli sayılarda bellek yongaları, dirençler ve kondansatörlerin yanısıra SPD(Serial Presence Detect) denilen bir ROM yongası bulunduğunu görebiliriz.
SPD yongası üzerinde, yazımızın ilerleyen bölümlerinde daha detaylı değineceğimiz, baskı devre üzerindeki bellek yongalarıyla ilgili çeşitli parametreler saklanır. Bu parametrelerin zamanlamayla ilgili olanları üretimden sonra yapılan perfromans testleri sonucunda modülün kararlı olarak çalışabileceği en üst performansı gerçekleyecek şekilde belirlenir ve SPD üzerine işlenir. Bellek modülü anakarta yerleştirildikten sonra, SPD üzerindeki bu parametreler boot esnasında BIOS tarafından okunur ve sistemin bellek kontrolüyle ilgili kısımları gerektiği şekilde haberdar edilir, böylece bellekle olan iletişim sağlanmış olur. Bellek modülünün üreticisi olan firmanın kodu, modülün üretim tarihi, seri numaralrı, bellek yongalarının kapasiteleri ve erişimleriyle ilgili bilgiler SPD yongasında saklanan diğer bilgiler arasında yer alır.
Bizi ilgilendiren asıl kısım ise bellek yongaları. Bunlar, tıpkı mikroişlemciler gibi, kılıflanmış tümleşik devreler. Üretim teknolojisi yani transistörlerin minyatürleştirilmesi bakımından bazı durumlarda işlemcilerden bir nesil önde gidenlerine rastlamak bile mümkün. Yonga üzerinde yer alan ve milyonlarcasının bir araya gelerek bellek dizisini oluşturduğu temel yapı, verinin en temel hali olan bir bitlik veriyi yani ikilik düzendeki 0 veya 1 bilgisini saklamakla sorumlu RAM hücresidir. Bir yongada bu hücreden milyonlarcası kullanıldığından, tasarım ve üretimde çalışan mühendisleri meşgul tutan ve para kazanmalarını sağlayan konuların başında bu bellek hücresini en az yer kaplayacak, en az fireyle en verimli şekilde üretilebilecek şekilde tasarlamak yer alır.
Bellek yongasının nasıl çalıştığını anlamak için önce bu tümdevrenin yapısını inceleyelim. Elimizde bir bellek dizini var. Bu dizini belli sayıda satır ve sütünlardan oluşan iki boyutlu bir tablo olarak düşünebiliriz. Tablomuzun yapıtaşları ise bahsettiğimiz RAM hücreleri. Bu tablo üzerindeki herhangi bir hücreye erişmek için o hücrenin tablodaki konumunu, yani, hangi satır ve sütünun kesişim noktasında bulunduğunu vermemiz gerekir. Bu konum bilgisine adres diyoruz. Erişimi kolaylaştırmak için genelde bellek tablomuz yonga üzerinde daha küçük alt tablolara bölünmüştür. Bu alt tablolara banka deniyor. Günümüzde bellek yongaları genelde 4 bankalı olarak tasarlanıyor. Kısaca, adresimiz satır ve sütün numaralarının yanısıra bir banka numarasını da içeriyor. Bu sayede bellek yongası hangi bankanın kaçıncı satırındaki kaçıncı sütunundaki hücreye erişim yapılmak istendiğini biliyor. İşlemcilerin belleğe erişirken kullandığı en küçük veri birimi tek bir bit yerine 8 bitten oluşan bayt’tır. Bu yüzden bellek yongalarında erişilebilen en küçük veri birimi de byte olarak düzenlenmiştir. Böylece bellek tablomuz satır, sütun ve banka adres bilgileriyle erişilen byte’lardan oluşuyor. Diğer bir deyişle bir byte’ı oluşturan ve tablomuzda yanyana konumlanmış olan 8 RAM hücresi aynı anda okunuyor ya da yazılıyor. Bu aslında gerçekte olanın basitleştirilmiş hali. Kullandığımız bellek modüllerinde anakarta bağlantıyı sağlayan veri yolunun genişliği göze önüne alındığında – ki bu DIMM’lerde 128 bittir – aynı anda çok sayıda byte okumak mümkün.
Sanıyorum ki bu noktada bir bankanın yapısını ve nasıl işlediğini incelemek yerinde olacaktır. Bu kısımda günümüzde en popüler olan SDR-RAM ve DDR-RAM bellek tiplerinin temel çalışma prensibi olan dinamik RAM nasıl çalışır hep birlikte göreceğiz. Bahsettiğimiz gibi, banka, esas olarak belli sayıda satır ve sütunlardan oluşan bir byte tablosu. Bu tablodan byte’larımızı okumak için satır ve sütun numarasını yani adresini vermemiz yeterli. Simdi byte’larımızı oluşturan bitlerimize yani RAM hücrelerimize döndüğümüzde nasıl oluyor da bu hücrelerde saklanan veri ile dışarı dünya arasında iletişim sağlanıyor biraz daha yakından bakalım.
RAM hücremizi dışarıya bir vanayla bağlı olan bir hazne olarak düşünelim. Verimizi yani hücrelerde saklanan 0 veya 1 değerlerinden birini saklayan bitlerimizi de haznemizin boş ya da dolu olma durumu olarak, suyu ise yine aktığını varsayabileceğimiz elektriksel yük yani elektronlar olarak modelleyelim. Buna modele göre, RAM hücrelerimiz, yani küçük su hazneciklerimiz, saklayacakları veri 0 ise boş, 1 ise dolu oluyor. Bellek tablomuzda bir sütunda yer alan yani dikey olarak komşu olan haznelerin tümü ortak bir boruya bağlı. Her sütunda bulunan bu ortak borunun elektronikteki karşılığı bit hattı. Bit hattına her okuma veya yazma işleminden önce ayrı bir vana üzerinden su dolduruluyor. Buna birazdan daha detaylı deyineceğiz. Bu boruların bir ucunda, borudaki su seviyesini algılayan algı yükselticisi denilen birimler bulunuyor. Erişim sırasında, önce adresin gösterdiği satırdaki bütün hazneleri bulundukları sütunlardaki ana boruya bağlayan küçük vanalar aynı anda açılıyor ve tüm satırın sakladığı veri okunuyor. Sıra geliyor bu satırın hangi sütununun ayıklanacağına. Bunun için, bir kısmı satırla ilgili işlemlere eş zamanlı olarak, adresin gösterdiği sütun numarası çözümleniyor, o sütuna ait byte’ın algılayıcılarına algıla komutu veriliyor ve o byte okunmuş oluyor.
Hazne 0 mı yoksa 1 mi saklıyor bilmek istediğimizde, yani hücremizi okumak istediğimizde, haznemizi bit hattına bağlayan vanasını açıyoruz. Haznemiz boş ise önceden ağzına kadar suyla dolu olan borudaki suyun haznemizin alabileceği kadar kısmı haznemizin içine doluyor ve ana borumuzdaki su biraz eksiliyor. Bit hattımızın ucunda yer alan su seviyesi algılayıcısı, boru tamamen su doluysa 1, bir hazne kadar su eksilmişse 0 veriyor. Her sütunun altında o sütunun ana borusuna bağlı bir algılayıcı yer alıyor. Tekrar okuma işlemine geri dönersek, haznemiz okuma öncesi haznemiz boş ise yani 0 saklıyorsa vanası açıldığında ana borudaki su içine doluyor, ana borudaki su seviyesi düşüyor ve algılayıcımız 0 veriyor yani hücremizde saklanan veriyi doğru olarak dışarı aktarıyor. Haznemiz okuma öncesi zaten dolu ise haznemizin vanası açıldığında hiçbir su akışı olmuyor ve algılayıcımız dışarıya 1 değerini doğru olarak iletiyor. Bu noktada önemli bir konuyu açıklamak gerekiyor ki eminim bazı okuyucularımızın dikkatinden kaçmamıştır. Haznemiz 0 saklıyorsa yani boşsa, okuma işleminden sonra içine su doluyor, dolayısıyla içeriği bozuluyor ve bir anda 1 saklıyormuş durumuna geliyor. Aynı olay 1 saklama durumunda gerçekleşmiyor. Peki bu pratikte nasıl engelleniyor? Unutmayalım ki amacımız hazneyi, içeriğini bozmadan okuyabilmek. Basit bir fikir olarak, okuma işleminden sonra algılayıcımızın algıladığı değeri hücremize tekrar yazmak aklımıza gelebilir ancak bu performans açısından büyük kayıp olur. Düşünsenize, 0 olan her bit için her okuma sonrası bir de yazma işlemi için bekle. Gerçekte olay çok daha basit: Haznemiz ana borudaki suyun içine akmasına izin veriyor ancak bu suyu içinde saklamıyor, bunun yerine bir bakıma kanalizasyon diye nitelendirecegimiz çok daha büyük ve bellekteki her hazne tarafından paylaşılan başka bir hazneye başka bir kanalla boşaltıyor. Hücremizi kanalizasyona bağlayan kanal yine bir vana tarafından kontrol ediliyor. Haznemiz doluyken, kendi içindeki bir geri beslemeyle bu vana kapalı tutuluyor ve böylece hazneden kanalizasyona su kaçışı engelleniyor. Hazne boşken ise bu vana açılıyor. Bu kanalizasyonun elektronikteki karşılığı toprak. Böylece boşsa yine boş kalarak ama yapması gerektiği gibi bağlı olduğu sütunun bit hattındaki yani ana borusundaki suyun seviyesini azaltarak sakladığı verinin algılayıcı tarafından doğru olarak algılanmasını sağlıyor.
Okuma işlemini biraz olsun açıklığa kavuşturduktan sonra bakalım yazma işlemi nasıl gerçekleşiyor. Yazma işleminde amacımız haznemizin içeriğini gereken durumlarda değiştirmek. Gereken durumlardan kastettiğimiz, hücremize yazmak istediğimiz değer, hücremizin hali hazırda sakladığıyla aynıysa, herhangi bir değişikliğe gerek olmaması. Mekanizma, okumayla hemen hemen aynı. Yazma işlemi öncesi tıpkı okumada olduğu gibi sütuna ait ana boru suyla dolduruluyor. Bunun yapılma sebebi, önceden gerçekleşmiş bir yazma veya okuma işlemi nedeniyle ana borudaki su seviyesinde azalma olduysa bu eksiği tamamlamak, çünkü gördüğümüz gibi bu temel çalışma prensiplerinden birisi. Yazma işlemi sırasında istenilen hücrenin vanası açılıyor ve yazmak istediğimiz verinin 0 ya da 1 olmasına göre algılayıcıların bulunduğu ucundan ya haznenin bağlı bulunduğu sütundaki ana borudan yüksek basınçla su emiliyor(0) ya da boruya yüksek basınçta su basılıyor(1). Haznemiz boşsa vanası açılınca bir ucundan zaten ana borudan su emildiği için yine boş kalıyor, içine su dolmuyor. Aynı şekilde haznemiz doluysa ve 1 yazılmak isteniyorsa boruya basınçlı bir şekilde su basıldığı için haznemiz yazma işlemi sırasında yine dolu kalıyor. Öte yandan, haznemiz boş ise ve 1 yazılacaksa, yani dolması isteniyorsa, vanası açıldığında ana borudaki basınçlı su, hücrenin kanalizasyona olan su akışını bastırarak dolmasını sağlıyor ve hazne dolunca da geri besleme mekanizmasıya kanalizasyona açılan vana kapanıyor, haznemiz dolu kalıyor ve böylece sakladığı yeni veri 1 olarak değişmiş oluyor. Benzer şekilde, haznemiz dolu ise ve 0 yazılmak yani boşaltılmak isteniyorsa, yazma işlemi sırasında borunun ucundan basınçla su emiliyor, haznemizin vanası açıldığında emme gücüyle dolu olan haznemizdeki su da ana boruya çekilerek emiliyor. Hazne boşaldığında kanalizasyona olan bağlantı da boşalma işlemine destek olarak açılıyor ve işlem sonunda ana boruya bağlantı vanası kapandığımnda hücremiz boş olarak yeni verisi olan 0’ı saklamış oluyor. Bir seviye üste çıktığımızda, bankaların ortak bir veri hattına birarada bağlanmasıyla ana bellek tablomuzun oluştuğunu görürüz. Bellek tablosunun yanında, adreste gösterilen banka numarasını çözen, yongayı gerektiğinde güç tasarrufu gibi nedenlerle kapatıp açılmasını, belirli komutların çalıştırılmasını kontrol eden kontrol yazmaçları ve saat sinyalinin alınıp bankalara dağıtılmasını sağlayan sürücü devreleri bellek yongasını oluşturur.
EKRAN KARTI
Ekran Kartı Nedir?
Bilgisayarlarda herhangi bir işlem yapılırken, yapılan işlemi bilgisayarın ekranında görmek mümkündür. Elde edilen işlemlerin sonuçlarının alındığı ortam veya cihazlara çıkış ünitesine ekran kartı denilmektedir. Ekran kartı, diğer bir adıyla grafik kartları, bilgisayar monitöründeki her türlü yazı, grafik, resim, film gibi şekillerin oluşturulmasında işlemci ile monitör arasında görev yapan adaptörlerdir. Monitörlerde görülen her türlü çıkışlar ekran kartından gelen bilgilerdir. Daha farklı olarak, ekranda oluşacak görüntü; işlemci ile monitör arasında bir ara birim olan ekran kartı tarafından toplanıp, bilgisayarın oluşturduğu bilgiler, ekran kartı tarafından monitöre video sinyali olarak gönderilmektedir.
Ekran kartları farklı çeşitlerde ve kalitelerde üretildiklerinden, bu kartlarla ilgili standartlar geliştirilmiştir. Bunlar; MDA (monochrome display adapter); Bilgisayar ekranında sadece harfleri, sayıları, özel karakterleri ve ASCII karakter özel grafik simgelerini görebilir. CGA(colar graphics adapter); İlk renkli ekran kartıdır. 16 renk gösterir, yazı, grafik ve renk olmak üzere üç ayrı modda çalışır. Şu anda kullanılmamaktadır. Hercules mono graphics; Tek renkli olmasına rağmen renkleri grinin tonlarıyla gösterilmekte ve grafikleri de desteklemektedir. 720×348 piksellik çözünürlüğü ile CGA’dan daha iyi bir görüntü sunmaktadır. Bu ekran kartı da şuanda kullanılmamaktadır. Günümüzde kullanılan ekran kartları grafik standardı VGA kartıdır. VGA bütün görüntü modlarıyla uyumlu olarak çalışmaktadır. Sayısal sinyalleri analog sinyallere dönüştürme yoluyla diğer kartlardan ayrılır. 64 bit veri yolu üzerinde 8 byte ve daha üzeri VRAM kullanan çok hızlı ekran kartıdır. VGA ekran kartıyla birlikte renkli monitörlerle kullanılmaya başlanmıştır.
Ekran Kartı Nasıl Çalışır?
Temel olarak çalışma mantığı pci express veya agp slotundan aldığı bilgileri uygun şekilde işleyerek görüntü haline dönüştürmektedir. Görüntüler işlenirken gölgelendirme, 3d efektleri gibi işlemlerden sonra video memory - video bellek entegrelerine kayıt edilerek birleştirme işlemleri gerçekleştirilir ve bu işlemlerden sonra elde edilen görüntüler çıkış portlarına gönderilir. Yani film izlerken veya oyun oynarken hareketli olan görüntüler aslında kare kare işlenerek birleştirilip oluşturulmaktadır. Eklenecek olan efektler gpu üzerindeki, (pixel, texture, shader, raster operations pipeline - rop, vertex vs..) gibi ünitelerde işlenip video bellek yani ekran kartı üzerindeki belleklere iletilmektedir.
Ekran Kartının Üniteleri
Ekran kartı üzerindeki üniteler ve yapıları hakkında temel bilgileri verecek olursak;
GPU - Graphics processing unit:
Bilgisayar işlemcisine benzer bir yapısı vardır. Üzerinde matematiksel işlemleri gerçekleştirmek için bir ALU ve bunu dışında grafik işlemeye yönelik özel bölümler bulunmaktadır. GPU yu CPU dan ayıran en temel özellik ise grafik işlemeye yönelik güçlendirilmiş bir işlemci olmasıdır. Grafik konusunda çok güçlü bir etkiye sahip olup bilgisayar işlemcisinden genel itibariyle çok daha fazla transistör sayısına sahiptir (yeni ve üst modellerde). Günümüzde ekran kartları için gpu üreten iki büyük firma bulunmaktadır. Nvidia ve Ati aralarındaki sürekli rekabetten dolayı her geçen gün gpu mimarilerini güçlendirmekte ve kapasitelerini arttırmaktadır. Nvidia ve atinin geçmişten günümüze mimarilerine bakacak olursak;
» Nvidia: NVIDIA NV4, NV5, NV10, NV11, NV15, NV17, NV18, NV20, NV25, NV28, NV30, NV31, NV34, NV35, NV36, NV38, NV40 (175 milyon transistör - 130nm üretim teknolojisi), NV41, NV44, NV44A, NV48, G70, G71, G72, G73, G80, G84, G86, G92 ve G92s mimarili gpu çekirdekleri.
» ATI: ATI R200, RV250, RV280, R300, RV350, R350, RV360, R360, RV370, RV380, R420, RV410, R423, R430, R480, RV515, R520, RV530, RV560, RV570, R580, R580+, R600, RV610, RV620 LE, RV620 PRO, RV630, RV635 PRO, RV670, RV670 XT ve RV670 PRO mimarili gpu çekirdekleri.
Aşağıdaki resimde örnek nvidia g92 ve ati r600 çekirdekleri gözükmektedir.
Firmaları son çıkardığı gpu çekirdeklerini inceleyecek olursak;
G80: 681 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi, 108W güç gereksinimi
G92: 754 milyon transistör, 65nm üretim teknolojisi, 146W güç gereksinimi
RV620 Pro: 180 milyon transistör, 55nm üretim teknolojisi, 40 adet SPU (Stream Processing Units)
R580: 384 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi
R600: 720 milyon transistör, 80nm üretim teknolojisi
Mobile PCI Express Module - MXM: Yeni nesil ekran kartlarının artık bir çoğu pci express x16 port teknolojisine göre üretilmektedir. 4000/8000MB/saniye veri transferine olanak sağlayan bu iletişim teknolojisi ile kartların daha uyumlu çalışması ise chip üreticileri kart üstüne donanımsal pci express uyumlandırıcı entegrelerini koymaktadırlar. Bu yöntemle iletişim protokolü için daha uyumlu ve daha hızlı kartlar üretilebilmektedir. Ekran kartları için kullanılan anakart portlarının tarihi gelişimine kısaca bakacak olursak;
- ISA XT- 8MB/Saniye, ISA AT 16MB/saniye, MCA, EISA, VESA, PCI, AGP 1x 264MB/Saniye, AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x 2000MB/Saniye, PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 4000/8000MB/saniye şekline veri transfer hızlarına sahiplerdir. Aşağıdaki resimde Nvidia MXM entegre modülü gözükmektedir.
Video Memory - Bellek: Yazının başlangıcında da açıkladığımız gibi ekran kartı işlemcileri, grafik işlemlerini çok daha hızlı yapmak ve kablo sorunundan kurtulmak için gerekli olan ram bellekleri kart üstüne işlemcinin çevresine takmaktadırlar. Mesafe yakınlığı ve yer avantajlarından dolayı fiziksel olarak ta bu işlem çok büyük avantaj sağlamaktadır. Ayrıca gpu ile bellekler arasındaki binlerce bağlantı bu kısa mesafede gerçekleştiği için hız konusunda da inanılmaz avantajlar oluşmaktadır. Aşağıdaki resimde gpu ve çevresinde video bellekler gözükmektedir.
Video bellek modüller çeşitli chip üreticileri tarafından üretilmektedir. Bunlardan en bilinenler; Samsung, Kingston, Hynix. Üretim teknolojilerini inceleyecek olursak;
» DDR: 166 - 950MHZ saat hızı, 1.2 - 30.4Gb/saniye veri transfer hızı
» DDR2: 533 - 1000MHZ saat hızı, 18.5 - 16Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR3: 700 - 1800MHZ saat hızı, 5.6 - 54.4Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR4: 1600 - 2400MHZ saat hızı, 64 - 156.6Gb/saniye veri transfer hızı
Yeni kartlarda kullanılan GDDR4 ram video bellek çeşitleri ile gpu lar çok hızlı bir şekilde kareleri kaydetme ve birleştirme yeteneklerine sahip hale gelmektedirler.
Video Bios: Anakart bios yapısına sahip bir biosta ekran kartı üzerinde bulunmaktadır. Ekran kartı biosu ile bilgisayar çalıştırıldıktan sonra ekran kartı başlarken üzerinde uygulanması gereken ayarlar (frekans, gerilim) buradan okunarak düzenlenir. Ekran kartı bios ayarları ile kartın performansı arttırılabilir yani anakartta işlemci üzerinde yapılan overclock çalışması burada ekran kartı işlemcisi - gpu üzerinde yapılabilmektedir.
RAMDAC: Ekran kartı üzerinde dijital sinyalleri analog sinyallere çeviren bir digital - analog çevirici bulunmaktadır. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog) adı verilen bu sistem ile CRT monitörler için gerekli olan ve bu monitörlerde değişiklik gösteren yenileme süreleri için ayarlama özelliği sağlamaktadır.
Giriş Çıkış Üniteleri: Ekran kartının verileri işledikten sonra görüntü birimi olan monitörlere gerekli bilgiyi göndermesi için kullanılan çıkış birimleri (DVI, VGA, SVGA) portları bulunmaktadır. Bunların dışında bilgisayarı normal televizyona bağlamak için kullanılan S-Video (tv out) çıkışıda bulunmaktadır.
Bu özelliklerin dışında ekran kartları üzerinde birçok ufak modül daha bulunmaktadır. Örnek olarak nvidia G92s mimarisine sahip çekirdeği bulunan 9800GX2 128 adet stream processors - hareket işlemcisi bulunmaktadır. Ayrıca yeni nesil kartlarda çoklu birleştirme desteği ile aynı markanın 2 kartını uygun şekilde birleştirerek çok daha fazla performans sağlanmış olur bu teknolojiyi inceleyecek olursak;
NVIDIA SLI: SLI (Scalable Link Interface) teknolojisi nvidia kartları için geliştirilen iki kartı aynı anakart üzerine bağlayarak grafik işleme performansını çok büyük ölçüde arttırmaya yarayan bir yapıdır. İki ayrı fiziksel nvidia ekran kartı üst bağlantı ile bağlandıktan sonra yazılım ile gerekli ayarlamalar yapılarak tek bir ekran kartı gibi çalışma şekli göstermesine rağmen iki adet ekran kartının performansına yakın bir güç sunmaktadır.
Aşağıdaki resimde nvidia sli bağlantı şekli çizilerek gösterilmiştir.
Temel olarak çalışma mantığı pci express veya agp slotundan aldığı bilgileri uygun şekilde işleyerek görüntü haline dönüştürmektedir. Görüntüler işlenirken gölgelendirme, 3d efektleri gibi işlemlerden sonra video memory - video bellek entegrelerine kayıt edilerek birleştirme işlemleri gerçekleştirilir ve bu işlemlerden sonra elde edilen görüntüler çıkış portlarına gönderilir. Yani film izlerken veya oyun oynarken hareketli olan görüntüler aslında kare kare işlenerek birleştirilip oluşturulmaktadır. Eklenecek olan efektler gpu üzerindeki, (pixel, texture, shader, raster operations pipeline - rop, vertex vs..) gibi ünitelerde işlenip video bellek yani ekran kartı üzerindeki belleklere iletilmektedir.
Ekran Kartının Üniteleri
Ekran kartı üzerindeki üniteler ve yapıları hakkında temel bilgileri verecek olursak;
GPU - Graphics processing unit:
Bilgisayar işlemcisine benzer bir yapısı vardır. Üzerinde matematiksel işlemleri gerçekleştirmek için bir ALU ve bunu dışında grafik işlemeye yönelik özel bölümler bulunmaktadır. GPU yu CPU dan ayıran en temel özellik ise grafik işlemeye yönelik güçlendirilmiş bir işlemci olmasıdır. Grafik konusunda çok güçlü bir etkiye sahip olup bilgisayar işlemcisinden genel itibariyle çok daha fazla transistör sayısına sahiptir (yeni ve üst modellerde). Günümüzde ekran kartları için gpu üreten iki büyük firma bulunmaktadır. Nvidia ve Ati aralarındaki sürekli rekabetten dolayı her geçen gün gpu mimarilerini güçlendirmekte ve kapasitelerini arttırmaktadır. Nvidia ve atinin geçmişten günümüze mimarilerine bakacak olursak;
» Nvidia: NVIDIA NV4, NV5, NV10, NV11, NV15, NV17, NV18, NV20, NV25, NV28, NV30, NV31, NV34, NV35, NV36, NV38, NV40 (175 milyon transistör - 130nm üretim teknolojisi), NV41, NV44, NV44A, NV48, G70, G71, G72, G73, G80, G84, G86, G92 ve G92s mimarili gpu çekirdekleri.
» ATI: ATI R200, RV250, RV280, R300, RV350, R350, RV360, R360, RV370, RV380, R420, RV410, R423, R430, R480, RV515, R520, RV530, RV560, RV570, R580, R580+, R600, RV610, RV620 LE, RV620 PRO, RV630, RV635 PRO, RV670, RV670 XT ve RV670 PRO mimarili gpu çekirdekleri.
Aşağıdaki resimde örnek nvidia g92 ve ati r600 çekirdekleri gözükmektedir.
Firmaları son çıkardığı gpu çekirdeklerini inceleyecek olursak;
G80: 681 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi, 108W güç gereksinimi
G92: 754 milyon transistör, 65nm üretim teknolojisi, 146W güç gereksinimi
RV620 Pro: 180 milyon transistör, 55nm üretim teknolojisi, 40 adet SPU (Stream Processing Units)
R580: 384 milyon transistör, 90nm üretim teknolojisi
R600: 720 milyon transistör, 80nm üretim teknolojisi
Mobile PCI Express Module - MXM: Yeni nesil ekran kartlarının artık bir çoğu pci express x16 port teknolojisine göre üretilmektedir. 4000/8000MB/saniye veri transferine olanak sağlayan bu iletişim teknolojisi ile kartların daha uyumlu çalışması ise chip üreticileri kart üstüne donanımsal pci express uyumlandırıcı entegrelerini koymaktadırlar. Bu yöntemle iletişim protokolü için daha uyumlu ve daha hızlı kartlar üretilebilmektedir. Ekran kartları için kullanılan anakart portlarının tarihi gelişimine kısaca bakacak olursak;
- ISA XT- 8MB/Saniye, ISA AT 16MB/saniye, MCA, EISA, VESA, PCI, AGP 1x 264MB/Saniye, AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x 2000MB/Saniye, PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 4000/8000MB/saniye şekline veri transfer hızlarına sahiplerdir. Aşağıdaki resimde Nvidia MXM entegre modülü gözükmektedir.
Video Memory - Bellek: Yazının başlangıcında da açıkladığımız gibi ekran kartı işlemcileri, grafik işlemlerini çok daha hızlı yapmak ve kablo sorunundan kurtulmak için gerekli olan ram bellekleri kart üstüne işlemcinin çevresine takmaktadırlar. Mesafe yakınlığı ve yer avantajlarından dolayı fiziksel olarak ta bu işlem çok büyük avantaj sağlamaktadır. Ayrıca gpu ile bellekler arasındaki binlerce bağlantı bu kısa mesafede gerçekleştiği için hız konusunda da inanılmaz avantajlar oluşmaktadır. Aşağıdaki resimde gpu ve çevresinde video bellekler gözükmektedir.
Video bellek modüller çeşitli chip üreticileri tarafından üretilmektedir. Bunlardan en bilinenler; Samsung, Kingston, Hynix. Üretim teknolojilerini inceleyecek olursak;
» DDR: 166 - 950MHZ saat hızı, 1.2 - 30.4Gb/saniye veri transfer hızı
» DDR2: 533 - 1000MHZ saat hızı, 18.5 - 16Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR3: 700 - 1800MHZ saat hızı, 5.6 - 54.4Gb/saniye veri transfer hızı
» GDDR4: 1600 - 2400MHZ saat hızı, 64 - 156.6Gb/saniye veri transfer hızı
Yeni kartlarda kullanılan GDDR4 ram video bellek çeşitleri ile gpu lar çok hızlı bir şekilde kareleri kaydetme ve birleştirme yeteneklerine sahip hale gelmektedirler.
Video Bios: Anakart bios yapısına sahip bir biosta ekran kartı üzerinde bulunmaktadır. Ekran kartı biosu ile bilgisayar çalıştırıldıktan sonra ekran kartı başlarken üzerinde uygulanması gereken ayarlar (frekans, gerilim) buradan okunarak düzenlenir. Ekran kartı bios ayarları ile kartın performansı arttırılabilir yani anakartta işlemci üzerinde yapılan overclock çalışması burada ekran kartı işlemcisi - gpu üzerinde yapılabilmektedir.
RAMDAC: Ekran kartı üzerinde dijital sinyalleri analog sinyallere çeviren bir digital - analog çevirici bulunmaktadır. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog) adı verilen bu sistem ile CRT monitörler için gerekli olan ve bu monitörlerde değişiklik gösteren yenileme süreleri için ayarlama özelliği sağlamaktadır.
Giriş Çıkış Üniteleri: Ekran kartının verileri işledikten sonra görüntü birimi olan monitörlere gerekli bilgiyi göndermesi için kullanılan çıkış birimleri (DVI, VGA, SVGA) portları bulunmaktadır. Bunların dışında bilgisayarı normal televizyona bağlamak için kullanılan S-Video (tv out) çıkışıda bulunmaktadır.
Bu özelliklerin dışında ekran kartları üzerinde birçok ufak modül daha bulunmaktadır. Örnek olarak nvidia G92s mimarisine sahip çekirdeği bulunan 9800GX2 128 adet stream processors - hareket işlemcisi bulunmaktadır. Ayrıca yeni nesil kartlarda çoklu birleştirme desteği ile aynı markanın 2 kartını uygun şekilde birleştirerek çok daha fazla performans sağlanmış olur bu teknolojiyi inceleyecek olursak;
NVIDIA SLI: SLI (Scalable Link Interface) teknolojisi nvidia kartları için geliştirilen iki kartı aynı anakart üzerine bağlayarak grafik işleme performansını çok büyük ölçüde arttırmaya yarayan bir yapıdır. İki ayrı fiziksel nvidia ekran kartı üst bağlantı ile bağlandıktan sonra yazılım ile gerekli ayarlamalar yapılarak tek bir ekran kartı gibi çalışma şekli göstermesine rağmen iki adet ekran kartının performansına yakın bir güç sunmaktadır.
Aşağıdaki resimde nvidia sli bağlantı şekli çizilerek gösterilmiştir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder